Giải câu 8 trang 191 – Bài 46 – SGK môn Hóa học lớp 10 Nâng cao

Một bình kín đựng oxi ở nhiệt độ \(t^oC \) có áp suất P1(atm), sau khi phóng tia lửa điện để chuyển oxi thành ozon bình được đưa về nhiệt độ ban đầu, áp suất khí trong bình lúc này là P2. Tiếp tục dẫn khí trong bình qua dung dịch KI (dư), thu được dung dịch A và 2,2848 lít khí (điều kiện tiêu chuẩn).
 
a) Tính hiệu suất của quá trình ozon hóa. Biết rằng để trung hòa dung dịch A cần dùng 150ml dung dịch \(H_2SO_4 \) 0,08M.
 
b) Tính P2 theo P1
Lời giải:

a) 

\(n_{H_2SO_4}=V\times C_M=\frac{150}{1000}\times 0,08=0,012\ mol\\ n_{khí\ thu\ được}=n_{O_2\ tạo\ ra}+n_{O_2\ dư}=\frac{V}{22,4}=\frac{2,2848}{22,4}=0,102(mol)\)

Ta có PTHH:

Theo phương trình (1): \(n_{KOH}=2n_{H_2SO_4}=0,24\ mol\)

Theo phương trình (2): \(n_{O_2}=n_{O_3}=\frac{1}{2}n_{KOH}=0,012\ mol\)

Theo phương trình (3): \(n_{O_2}=1,5n_{O_3}=0,018\ mol\)

\(\sum{n_{O_2\ ban\ đầu}}=n_{Khí}+n_{O_2(3)}-n_{O_2{(2)}}=0,018+0,102-0,012=0,108(mol)\)

Hiệu xuất:

\(\%H=\frac{n_{O_2\ phản\ ứng\ ở\ pt\ (3)}}{n_{O_2}\ ban\ đầu}\times 100\%=\frac{0,018}{0,108}\times 100\%=16,67\%\)

b) Bình kín và nhiệt độ không đổi ta có:

\(\frac{P_2}{P_1}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{n_{khí\ thu\ được}}{n_{O_2 }ban\ đầu}=\frac{0,102}{0,108}=0,944\\ \Rightarrow P_2=0,944P_1\)

 

Ghi nhớ :
- Nguyên tử oxi có 2 lớp electron, lớp ngoài cùng có 6 electron được phân thành 2 phân lớp : phân lớp 2s có 2e, phân lớp 2p có 4e.
- Nguyên tử lưu huỳnh có 2 lớp electron, lớp ngoài cùng có 6 electron được phân thành 2 phân lớp : phân lớp 3s có 2e, phân lớp 3p có 4e.
- Độ âm điện của nguyên tử oxi là 3,44, lưu huỳnh là 2,58.
- Oxi và lưu huỳnh là những nguyên tố phi kim ó tính oxi hóa mạnh.
- Dung dịch hiđro sunfua trong nước ó tính axit yếu.
- Lưu huỳnh đioxit có tính oxi hóa và tính khử.
- Axit sunfuric loãng ó tính chất chung của axit còn axit sunfuric đặc có tính chất riêng là tính oxi hóa rất mạnh và tính háo nước.